Abstrak -  Teknik  penyederhanaan  analisis  digunakan untuk  untuk  penentuan personal  protective  equipment (PPE) dari  bahaya  busur  api  ( arc-flash )  dengan  berdasarkan  IEEE std. 1584-2002 dan overcurrent protective device (OCPD). Tidak seperti  persamaan  penyederhanaan  dalam  IEEE  1584,  teknik analisis  ini  berpotensi  dapat  diterapkan  untuk  semua  jenis perangkat  pelindung  arus  lebih  pada  setiap  sistem  kelistrikan yang berada dalam jangkauan persamaan empiris IEEE 1584. Saat  sebuah  metode  tidak  tepat  menghitung  tingkat  energi insiden  dan  batas  pelindung  api  ( flash-protection )  pada  bus, maka  tidak  dapat  menentukan  tingkat  PPE  yang  dibutuhkan secara  akurat  dan  batas  jarak  pelindung  api  ( flash-protection ) yang maksimal untuk memungkinkan pekerja melindungi diri secara  memadai  terhadap  bahaya  busur  api.  Studi  aktual mengenai  penyederhanaan  analisa  busur  api  dilakukan  pada Bandara  Internasional  Juanda.  Pada  hasil  akhir  dari  analisa busur  api  dengan  menggunakan  metode  kurva  batasan  energi didapatkan proses penentuan kategori PPE yang lebih singkat daripada standart IEEE 1584-2002.
Kata  kunci :  busur  api,  kurva  batas  energi, personal protective equipment .

## I. PENDAHULUAN
EWASA  ini  karakterisasi  potensi  bahaya arc  flash dalam  sistem  tenaga  listrik  telah  menyebabkan peningkatan  kesadaran  akan  bahaya  yang  dihadapi oleh orang-orang yang bekerja dekat dengan peralatan yang terkena  [1].  Sebuah  penilaian  bahaya  dari arc  flash harus dilakukan dalam rangka untuk menentukan tingkat personal protective  equipment (PPE)  sebagai  kebutuhan  dalam pekerjaan  agar  dapat  melindungi  pekerja  secara  memadai. Analisa dari bahaya arc flash dapat  menggunakan prosedur dan  persamaan  yang  terdapat  dalam  IEEE  1584  [2].  Studi bahaya arc  flash sering  dilakukan  bersamaan  dengan  arus hubung  singkat  dan  koordinasi  proteksinya.  Studi  hubung singkat diperlukan untuk mendapatkan arus bolted gangguan tiga  fasa.  Sedangkan  studi  koordinasi  proteksi  diperlukan untuk  menentukan  waktu  pada  peralatan  proteksi  dalam mengisolasi  ketika  terjadi  gangguan  hubung  singkat  [4]. Analisis arc  flash membutuhkan  penentuan  tingkat  arus hubung  singkat  dan  evaluasi  karakteristik overcurrent protective  device (OCPD),  studi  sistem  perlu  diperluas untuk mencakup peralatan ini [1] [4].
Metode yang digunakan untuk menganalisa fenomena arc flash pada  Tugas  Akhir  ini  adalah  menggunakan  kurva batasan  energi  ( energy  boundary  curves ) . Secara  umum, metode  ini  mempersingkat  analisa  penentuan  kategori  PPE yang  ditentukan  dari  insiden  energi  yang  dihasilkan  oleh fenomena arc  flash .  Jika  perhitungan  tersebut  diterapkan pada  sistem  kelistrikan  yang  terdapat  banyak  bus,  maka
perhitungan  tersebut  membutuhkan  waktu  yang  lama  [3]. Berdasarkan  hal  tersebut  maka  digunakan  perhitungan arc flash dengan  menggunakan  metode  kurva  batas  energi. Dengan menggunakan metode kurva batas energi maka data yang diperlukan lebih sedikit dan waktu pengerjaannya lebih singkat [1] [5].

## II. LANDASAN TEORI
A. Arc flash
Berdasarkan National  Fire  Protection  Association (NFPA) 70E-2004 , arc flash adalah kondisi yang berbahaya akibat adanya pelepasan energi yang disebabkan oleh bunga api  listrik  [4].  Bunga  api  listrik  tersebut  timbul  karena adanya  arus  gangguan  atau  arcing  fault  pada  sebuah  sistem kelistrikan.  Penyebab  arus  gangguan  sangat  bermacam- macam  misalnya  adalah  kegagalan  mekanik,  kegagalan isolasi,  debu,  korosi  serta  kesalahan  pekerja  yang  bekerja pada peralatan bertegangan. Selain arcing fault , level energi yang  dipancarkan  oleh arc  flash juga  bergantung  pada beberapa  faktor  diantaranya  adalah  tegangan,  jarak  pekerja dari  titik arcing ,  dan  durasi  waktu  yang  dibutuhkan  oleh perangkat proteksi untuk melokalisir adanya gangguan [5].
Saat  insiden  energi arc  flash terjadi  maka  akan  muncul pembakaran dari arc flash , temperatur yang panas mencapai >35.0000  fahrenheit,  tekanan  akibat  adanya  ledakan,  suara ledakan  yang  berbahaya,  serta  gas  beracun.  Hal  tersebut tentu sangat berbahaya karena menyebabkan kerusakan pada peralatan, luka bakar dan hingga kematian pada orang yang berada  dekat  dengan  ledakan.  Oleh  karena  itu  level  energi arc  flash harus  diminimalkan  sesuai  parameter  kategori energi  berdasarkan  NFPA  70E.  Dengan  tingkat  energi arc flash yang sesuai maka dapat ditentukan personal protective equipment (PPE) bagi pekerja [5].

## B. Perhitungan  Energi  Arc  flash  Menggunakan  Standart IEEE 1584-2002
Pada  metode  ini,  hal  pertama  yang  harus  diperhitungkan adalah mencari nilai dari arus arcing fault.  Persamaan untuk menghitung  dari  arus  arcing  fault  sendiri  tergantung  dari besarnya level tegangan bus.
Untuk  level  tegangan  kurang  dari  1kV,  persamaan  arus arcing fault adalah :
lg I a = K + 0,662 lg I bf + 0,0966 V + 0,000526 G + 0,5588 V (lg I bf ) – 0,00304 G (lg I bf ) (2.1)
Untuk level tegangan 1kV – 15kV, perhitungan arus arcing fault menggunakan persamaan :
Lg Ia = 0,00402 + 0,983 lg I bf (1)
Maka nilai I a dapat diperoleh :

## Penyederhanaan Analisa Bahaya Arc flash Menggunakan Kurva Batasan Energi Pada Bandara Internasional Juanda
Yoga Firdaus, Margo Pujiantara, Arif Musthofa Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : margo@ee.its.ac.id ; arif@ee.its.ac.id ; yoga.firdaus13@mhs.ee.its.ac.id ;
D
I a = 10 lg Ia (2) Keterangan : lg =  log 10 I a = arus arcing (kA) K =  konstanta untuk konfigurasi terbuka = -0,153dan konstanta untuk konfigurasi box = -0,097 lg I bf = bolted fault current pada gangguan tiga fase ( symmetrical RMS) (kA)
V =   tegangan sistem (kV)
G =  jarak celah antar konduktor (mm)
Setelah  nilai arcing  current diketahui  maka  nilai  dari incident  energy normalisasi  dapat  dihitung.  Dalam perhitungan  besar  energi  yang  normal,  menggunakan referensi  waktu arcing dengan  durasi  0,2  detik  dan  jarak dari  titik arcing ke  manusia  sebesar  610  mm.  Persamaan yang digunakan adalah :
lg E n = K1 + K2 + 1,081 lg I a + 0,0011 G (3)
Keterangan :
E n =  incident energy normalized (J/cm 2 ) K1 =  –0,792 untuk konfigurasi terbuka ( no enclosure )
–0,555 untuk konfigurasi box (enclosed equipment)
K2 =  0 untuk sistem ungrounded and high-resistance grounded –0,113 untuk sistem grounded
G =  jarak/celah antar konduktor (mm)
Untuk mendapatkan nilai G (jarak antar konduktor) dapat mengikuti  standar  yang  sudah  ada.  Peralatan  yang digunakan  dalam  sistem  kelistrikan.  Dalam  tabel  1 dijelaskan  untuk  jarak  celah  bus  pada  beberapa  peralatan lain dengan referensi dari IEEE 1584-2002.
Tabel 1 Data Jarak Celah Bus (Jarak Bus)
Kelas Peralatan Jarak celah antar konduktor (mm) 6-15kV Switchgear 153 5kV Switchgear 102 Low voltage switchgear 32 Low voltages MCCs and panelboards 25 Cable 13 Other Not required
Setelah itu besar energi E n dapat diketahui :
E n = 10 lgEn
(4)
Setelah  nilai E n didapatkan,  untuk  menghitung  besar insiden energi E digunakan persamaan :
E = ( ) ( ) (5)
Keterangan :
E = incident energy (J/cm2) C f =  faktor pengali 1,0 untuk tegangan diatas 1kV, dan 1,5 untuk tegangan dibawah 1kV
E n = incident energy normalized T =  waktu arcing (detik) D =  jarak kerja (mm)
X =  jarak exponent
Untuk  memenuhi  semua  parameter-parameter  dalam menghitung besarnya insiden  energi (E) dapat melihat pada tabel  2.  Parameter  yang  dapat  dicari  dalam  tabel  ini  yaitu jarak  celah  antar  konduktor  (G),  jarak  eksponen  (x),  dan jarak kerja (D). Adapun nilai dari parameter-parameter yang dimaksud adalah sebagai berikut:
Tabel 2 Data Paremeter yang Dibutuhkan Untuk Perhitungan Insiden Energi
Level Tegangan (kV) Jenis Peralatan Jarak celah antar konduktor (mm) Jarak eksponent Jarak kerja ( mm ) 0,208 – 1 Open air 10–40 2 - Switchgear 32 1,473 455 MCC and panels 25 1,641 455 Cable 13 2 455 > 1 – 5 Open air 102 2 - Switchgear 13–102 0,973 610 Cable 13 2 455 >5 – 15 Open air 13–153 2 - Switchgear 153 0,973 910 Cable 13 2 455
Ketika  level  tegangan  berada  diatas  15kV,  maka  untuk menghitung insiden energi dapat menggunakan metode Lee.
( ) (6)
Keterangan :
E = incident energy (J/cm2) V =  level tegangan (kV) t =  waktu arcing (detik) D =  jarak kerja (mm) I bf = bolted fault current
C. Metode  Perhitungan  Arc  flash  dengan  Kurva Batasan
Energi Pengertian insiden energi menurut IEEE 1584 didefinisikan  sebagai  jumlah  energi  yang  besar  di permukaan, pada jarak tertentu dari sumber, yang dihasilkan selama  terjadinya  busur  listrik.  Pada  tegangan  1kV  sampai dengan 15 kV besarnya insiden energi dalam  sistem tenaga listrik dapat dirumuskan sebagai berikut:
(J/cm 2 ) (7)
Keterangan:
C f =  Faktor  perhitungan  berdasarkan  pada  tegangan sistem  (1,5  untuk  tegangan  dibawah  1kV  dan  1,0 untuk 1-15kV)
En =  Insiden energi saat keadaan normal (J/
t =  Lamanya gangguan arcing (detik)
D =  Jarak pekerja dari sumber arc (millimeter) x =  Jarak eksponen berdasarkan tabel 4 IEEE 1584
Nilai  dari dan  t  akan  bergantung  pada  besarnya  arus gangguan pada lokasi yang dipertimbangkan dan karakteristik dari peralatan proteksi arus lebih (OCPD) pada
bagian upstream .  Persamaannya  (7)  dapat  ditulis  ulang sebagai berikut:
(detik) (8) Dimana adalah konstanta, dituliskan sebagai berikut: ( ) (9)
IEEE  1584  menjelaskan incident  energy normalisasi  (E n ) sebagai berikut:
Log (10)
Keterangan:
K 1 =  konstanta yang berhubungan dengan peralatan (-0,792)  untuk  konfigurasi  “open-air”;  -0,555  untuk peralatan tertutup)
K 2 =  konstanta  yang  tergantung  pada  grounding  sistem  (- 0,113 untuk sistem dengan grounding ; 0 untuk sistem yang  tidak  digrounding  atau  untuk  sistem  dengan impedansi grounding ) I a =  arus gangguan arcing (kA), G =  jarak bus antar konduktor (mm).
Dengan menggabungkan persamaan (8) dengan persamaan  (10)  maka  diperoleh  persamaan  kurva  batas energi sebagai berikut:
(detik) (11) Dimana adalah konstan yang dituliskan sebagai berikut : (12) (13) Setelah konstanta didefinisikan berdasarkan pada peralatan  dan  konfigurasi  sistem,  nilai  insiden  energi  E dapat  dipilih  berdasarkan  kategori  1-4  PPE  sesuai  NFPA 70E-2004,  dan  persamaan  (11)  dapat  digunakan  untuk menentukan  hubungan  arus-waktu  yang  sesuai  dengan tingkat  energi  insiden  yang  dipilih.  Seperti  ditunjukkan dalam  kurva  yang  menghubungkan  poin  arus-waktu  sesuai dengan tingkat insiden energi yang diberikan  muncul linear pada  grafik  log-log.  Persamaan  (11)  dapat  diterapkan dilokasi  dalam  kisaran  IEEE  1584  dengan  range  penerapan (208V  -  15  kV,  tiga  fase,  dan  dengan  tingkat  arus  bolted fault 700A-106 kA).
Untuk  lokasi  yang  berada  di  luar  jangkauan  persamaan (2.8),  nilai  tegangan  diatas  15kV,  metode  Lee  dapat digunakan  untuk  menentukan  kurva  batas  energi.  Sehingga insiden energi dapat dituliskan sebagai berikut:
( ) (14)
Keterangan:
V =  tegangan sistem (kV)
I bf =  nilai arus bolted fault (kA) t =  lama arus arc flash (detik) D =  jarak pekerja (milimeter)
Maka  persamaan  kurva  batas  energinya  menjadi  sebagai berikut:
(15)
Perbedaanya  dengan  persamaan  (11),  persamaan  (15) berdasarkan  pada  arus bolted  fault ,  tetapi  nilai  arus gangguan arcing masih  diperlukan  untuk  menentukan lamanya  waktu  arus arcing .  Jumlah  energi  yang  dihasilkan arc-flash tergantung  dari  level  tegangan  tempat  arus gangguan  terjadi,  jarak  pekerja  dengan  sumber arcing dan waktu yang dibutuhkan peralatan pengaman arus lebih untuk menghilangkan dan mengisolir gangguan.

## D. Flash Protection Boundary
Persamaan  untuk  perhitungan  jarak  aman  perlindungan berdasarkan  IEEE  1584  mengacu  pada  besarnya  insiden energi  normalisasi  dari arc  flash .  Namun  ketika menggunakan analisa metode kurva batas energi, nilai tepat mngenai  insiden  energi  normalisasi  tidak  dihitung. Bagaimanapun  akhirnya  untuk  menghitung  jarak  aman pekerja  tetap  harus  dilakukan.  Perhitungannya  kali  ini mengacu  pada  besarnya  nilai  insiden  energi  pada  tiap-tiap kategori.  Sehingga  yang  diperoleh  adalah  nilai  jarak maksimum untuk setiap masing-masing kategori.
Perhitungan  level  insiden  energi  (E WD )  untuk  sistem tegangan antara 1-15kV pada jarak kerja (D WD ) adalah : EW D = 4,184 C f En ( ) ( (16)
Sedangkan perhitungan level insiden energi (E B ) pada jarak aman perlindungan (D B ) adalah.
E B = 4,184 C f En ( ) ( (17)
Jika  persamaan  (16)  diatas  dibagi  dengan  persamaan  (17) maka :
( ) (18)
Sehingga untuk mencari jarak aman tiap kategori PPE :
√ (19)
Sedangkan untuk sistem lebih dari 15 kV sebagai berikut:
√ (20)

## III. SISTEM KELISTRIKAN BANDARA INTERNASIONAL JUANDA
Sistem kelistrikan Bandara Internasional Juanda merupakan sistem yang terdiri dari 2 sumber yaitu dari PLN sebesar 20kV menggunakan 2 feeder utama yang terhubung dengan  Main  Power  House  utama  sebagai  sumber  utama untuk  menyuplai  seluruh  sistem  kelistrikan  Bandara  dan menggunakan  5  buah  generator  dengan  kapasitas  masing- masing  1500  kVA  sebagai  sumber  cadangan.  Generator hanya  digunakan  apabila  PLN  mengalami  gangguan  dan hanya  menyuplai  sistem  yang  vital  dalam  jangka  waktu tertentu.  Sistem  kelistrikan  Bandara  Internasional  Juanda sampai  saat  ini  masih  mengandalkan  suplai  dari  PLN sebesar  20  kV,  karena  sudah  adanya  kesepakatan  kerja antara pihak PT. Angkasa Pura I sebagai pengelola Bandara Internasional  Juanda  dengan  pihak  PT.  PLN  (Persero) sebagai  penanggung  jawab  unit  kerja  distribusi  PLN  di Bandara  Internasional  Juanda  yang  merupakan  konsumen prioritas utama dalam pemakaian listrik.
Pada  sistem  yang  ada  di  Bandara  Internasional  Juanda dalam  operasinya  dilengkapi  dengan  beberapa  peralatan
seperti  transformator,  relay,  circuit  breaker  yang  digunakan untuk  masing-masing  beban  dengan  kategori  tertentu. Adapun sistem kelistrikan perusahaan ini dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Sistem Kelistrikan Bandara Internasional Juanda

## IV. HASIL SIMULASI DAN ANALISA

## A. Hasil Simulasi Arc flash
Analisa yang dilakukan kali ini adalah untuk mengetahui nilai  dari  insiden  energi arc  flash dengan  menggunakan metode  IEEE  1584-2002.  Selain  nilai  insiden  energi arc flash ,  dari  analisa  ini  juga  akan  didapatkan  nilai arcing current , flash  protection  boundary, dan  kategori  dari  nilai insiden  energi arc  flash .  Nilai  –  nilai  tersebut  akan digunakan  sebagai  dasar  penentuan  pemakaian personal protective  equipment (PPE)  yang  harus  digunakan  petugas ketika  menangani  gangguan  dengan  menggunakan  standar NFPA  70E.  Berikut  ini  adalah  beberapa  bus  yang  akan  di analisa :
 Bus MPH 11
 Bus RC-RB
 Bus 4 MPH 13
 Bus MPH-M12
 Bus AP1
 Bus MPH M01
 Bus 1 MPH 3
 Bus R10
 Bus R10-28
Tabel 3
Hasil simulasi Arc flash sebelum menggunakan relay diferensial
ID BUS Tegangan (kV) Arus Arcing (kA) FCT (s) Insiden Energi (cal/cm2) PPE MPH 11 6,6 13,036 0,565 12,611 3 RC-RB 6,6 13,036 0,160 3,571 1 Bus4 MPH13 6,6 13,036 0,518 11,562 3 MPH-M12 6,6 13,036 0,360 8,035 3 AP1 6,6 13,036 0,165 3,683 1 MPH M01 20 16,290 0,570 114,808 >4 Bus1 MPH3 20 16,290 0,565 113,801 >4 R10 20 16,290 0,365 73,517 >4 R10-28 20 16,290 0,365 73,517 >4
Tabel 4   Hasil simulasi Arc flash setelah menggunakan relay diferensial
ID BUS Tegangan (kV) Arus Arcing (kA) FCT (s) Insiden Energi (cal/cm 2 ) PPE MPH 11 6,6 13,036 0,565 12,611 3 RC-RB 6,6 13,036 0,160 3,571 1
Bus4 MPH13 6,6 13,036 0,518 11,562 3 MPH-M12 6,6 13,036 0,360 8,035 3 AP1 6,6 13,036 0,165 3,683 1 MPH M01 20 16,290 0,127 25,579 4 Bus1 MPH3 20 16,290 0,127 25,579 4 R10 20 16,290 0,127 25,579 4 R10-28 20 16,290 0,127 25,579 4

## B. Perhitungan Menggunakan Metode Kurva Batas

## Energi
Pada  perhitungan arc  flash menggunakan  metode  kurva batasan  energi  ini,  hal  yang  harus  dilakukan  pertama  kali adalah  mendapatkan  kurva  setiap  kategori  PPE.  Kurva  ini menunjukkan  hubungan  arus  –  waktu,  dan  garis  kurva  ini didapatkan  dari  persamaan  yang  tetap  mengacu  pada  IEEE 1584 – 2002. Pada tiap bus  yang dianalisa, terdapat 2 level tegangan  yang  diambil.  Yaitu  bus  pada  level  tegangan  1  – 15 kV dan bus dengan tegangan lebih dari 15 kV.
1. Penentuan Kurva Batasan Energi Pada Level Tegangan 1 - 15 kV
Sesuai  dengan  standart  IEEE  1584  –  2002,  pada perhitungan arc  flash menggunakan  metode  kurva  batasan energi,  persamaan  hubungan  arus  dan  waktu  yang digunakan  untuk  level  tegangan  1  –  15  kV  adalah  sebagai berikut :
A 1 =  4,184 ( )
=  4,184 ( )
=  14,176
A 2 =  k1 + k2 + (0,0011xG) =  -0,555 + 0 + (0,0011x 153)
=  -0,388
A 2 ’  =  10 A2
=  10 -0,3876
=  0,410
Berdasarkan tabel NFPA 70E-2004 untuk kategori 0 PPE nilai E adalah 8,36J/cm 2 maka persamaannya,
t =
t = t =
Untuk PPE kategori 1 nilai E = 16,74 J/cm 2 maka,
t = t = t =
Untuk PPE kategori 2 nilai E = 33,47 J/cm 2 maka,
t = t =
t =
Untuk PPE kategori 3 nilai E = 104,6 J/cm 2 maka, t =
PLN FEEDER 1 500 MVAsc PLN FEEDER 2 500 MVAsc MPH01 20 kV Bus 17 20 kV BUS PANEL PTB 20 kV 1500 kVA 0.38 kV POL 788 kVA 2000 kVA 2000 kVA 2000 kVA 6.6 kV 0.38 kV 0.38 kV CHL 1093 kVA PTB2 1287 kVA PTB3 1287 kVA 4500 kVA BUS MPH 11 6.6 kV 200 kVA 500 kVA AOB 282 kVA CARGO 235 kVA 0.38 kV 0.38 kV MPH-TO 18.5 kVA RA-1 25.5 kVA RC-1 91.6 kVA RB-1 22.8 kVA AP-2 96.4 kVA 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 200 kVA 50 kVA 100 kVA 50 kVA 50 kVA BUS RC-RB 6.6 kV BUS AP-1 6.6 kV BUS 4 MPH 13 6.6 kV BUS 1 MPH 13 6.6 kV BUS 3 MPH 13 6.6 kV GEN 1 1275 kW GEN 2 1275 kW GEN 7 1275 kW 1500 kVA BUS 1 MPH3 20 kV BUS MPH-M12 6.6 kV 3000 kVA BUS MPH-M02 20 kV AP-1 83.4 kVA 0.38 kV 100 kVA CARGO-CG 245 kVA WS 143 kVA PTB 1287 kVA S/S RA 25.5 kVA RB 22.8 kVA RC 91.6 kVA AP-II 96.4 kVA AP1 83.4 kVA SD1 891 kVA SD-2 241 kVA SD3 353 kVA R10-1 72.2 kVA R10-2 72.2 kVA TH10 50.9 kVA THR28 55.4 kVA THR28-1 55.4 kVA 0B-T01 282 kVA ESSENTIAL 12.4 kVA 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 0.38 kV 160 kVA 315 kVA 2500 kVA 50 kVA 50 kVA 100 kVA BUS RB-RC 6.6 kV BUS AP1 6.6 kV 100 kVA 100 kVA 630 kVA 250 kVA 400 kVA 160 kVA 160 kVA 100 kVA BUS R10 20 kV BUS R10-28 20 kV 200 kVA 100 kVA 630 kVA 300 kVA GEN 3 1275 kW GEN 6 1275 kW BUS 2 MPH 13 6.6 kV
t =
t =
Untuk PPE kategori 4 nilai E = 167,36 J/cm 2 maka,
t = t = t =
Persamaan  –  persamaan  diatas  merupakan  persamaan hubungan  arus-waktu  untuk  setiap  kategori  PPE  dengan standart  insiden  energi  berdasarkan  tabel  NFPA  70E-2004. Setiap persamaan tersebut akan diubah menjadi kurva garis, hasil  dari plotting kurva  merupakan  kurva  batasan  energi seperti yang ditunjukan gambar 2 berikut:
Gambar 2. Plotting kurva batasan energi untuk tegangan 1-15kV
2. Penentuan  Kurva  Batasan  Energi  Pada  Level Tegangan Lebih Dari 15kV
Pada perhitungan arc flash dengan menggunakan metode kurva batasan energi, untuk level tegangan lebih dari 15 kV persamaan  yang  digunakan  adalah  dengan  menggunakan metode  Lee.  Untuk  Kategori  0  PPE,  Berdasarkan  tabel NFPA  70E-2004  nilai  E  adalah  8,36  J/cm2  maka persamaannya,
Untuk PPE kategori 1 nilai E = 16,74 J/cm 2 maka,
Untuk PPE kategori 2 nilai E = 33,47 J/cm 2 maka,
Untuk PPE kategori 3 nilai E = 104,6 J/cm 2 maka,
Untuk PPE kategori 4 nilai E = 167,36 J/cm 2 maka,
Dari  setiap  persamaan  hubungan  arus-waktu  tersebut diubah kedalam kurva sebagai berikut :berikut:
Gambar 3. Plotting kurva batasan energi untuk tegangan lebih dari 15kV

## 3. Penentuan Jarak Aman Batas Perlindungan
Pada  perhitungan  jarak  aman  batas  perlindungan persamaan  yang  digunakan  untuk  level  tegangan  1-15  kV adalah sebagai berikut:
Untuk PPE kategori 0, Ewd = 8,36 J/cm 2 : √ √ = 1543,378 mm = 1,543 meter Untuk PPE kategori 1, Ewd = 16,74 J/cm 2 :
√ √ = 3150,571 mm = 3,151 meter Untuk PPE kategori 2, Ewd = 33,47 J/cm 2 : √ √ = 6421,541 mm = 6,421 meter Untuk PPE kategori 3, Ewd = 104,6 J/cm 2 :
√ √ = 20713,221 mm = 20,713 meter
Untuk PPE kategori 4, Ewd = 167,36 J/cm 2 :
√ √ = 33576,219 mm = 33,576 meter
Adapun  untuk  jarak  batas  aman  perlindungan  pada  level tegangan lebih dari 15 kV adalah sebagai berikut:
Untuk PPE kategori 0, Ewd = 8,36 J/cm 2 : √ √ = 1176,683 mm  =  1,177 meter Untuk PPE kategori 1, Ewd = 16,74 J/cm 2 :
√ √ = 1665,076 mm  =  1,665 meter
Untuk PPE kategori 2, Ewd = 33,47 J/cm 2 :
√ √ = 2354,422 mm  =  2,354 meter
Untuk PPE kategori 3, Ewd = 104,6 J/cm 2 :
√ √ = 4162,193 mm  =  4,162 meter
Untuk PPE kategori 4, Ewd = 167,36 J/cm 2 :
√
√ = 5264,804 mm  =  5,265 meter
Untuk  mengkalkulasi  jarak  aman  batas  perlindungan, menggunakan persamaan seperti pada persamaan (20) :
4. Penentuan Kategori PPE Menggunakan Kurva Batasan Energi Pada Bus MPH 11
Penentuan kategori PPE pada bus MPH 11 menggunakan relay 60  yang  digunakan  sebagai  referensi  kurva  batasan energi. Relay 60  berfungsi  untuk  mengatasi  atau mengamankan gangguan yang terjadi pada bus MPH 11.
Gambar 4 Relay 60 Sebagai Pengaman Bus MPH 11
Gambar 5 Kurva Relay 60 Dengan Kurva Batasan Energi Pada Level Tegangan 1-15 kV
Gambar  5  menunjukkan  hasil plotting kurva relay 60 bahwa  sebagian  kurva relay 60  berada  dibawah  kurva batasan energi kategori 2. Sesuai dengan standar IEEE 1584
–  2002  maka  dilakukan  pengecekan  dengan  85%  hingga 100%  arus arcing yang  dihubungkan  dengan waktu  FCT pengaman relay 60  dan  didapatkan  0,565  detik.  Nilai maksimum  arus arcing yang  didapatkan  saat  100%  adalah sebesar  12,84  kA  dan  terjadi  selama  0,565  detik.  Titik tersebut  berada  diatas  kategori  2,  sehingga  PPE  kategori  2 tidak  cukup  untuk  mengatasi  atau  mengamankan  gangguan yang terjadi pada bus MPH 11. Maka dipilih PPE kategori 3 untuk  mengamankan  bus  MPH  11.  Jarak  aman  maksimum untuk daerah bus MPH 11 adalah pada 20,713 meter.

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  simulasi,  perhitungan  serta  analisa arc flash pada  sistem  kelistrikan  di  Bandara  Internasional Juanda,  maka  dapat  diambil  beberapa  kesimpulan  sebagai berikut :
1. Metode  kurva  batasan  energi  dapat  mempersingkat waktu  perhitungan arc  flash untuk  industri  besar  yang memiliki  banyak  bus.  Karena  dalam  penentuan  PPE menggunakan  metode  ini  cukup  melihat  kurva  dari relay/fuse kemudian  di  plotkan  kedalam  kurva  batas energi sehingga didapat kategori PPE yang diperlukan.
2. Metode  kurva  batasan  energi  menunjukan  kategori  PPE yang  sama  dengan  metode  pembandingnya,  baik  pada saat  dibandingkan  dengan  metode  IEEE  1584-2002 sebelum  penambahan relay diferensial  maupun  dengan metode  IEEE  1584-2002  setelah  penambahan relay diferensial.
3. Perhitungan  dengan  menggunakan  metode  kurva  batas energi  menghasilkan  jarak  aman  maksimal  berdasarkan masing-masing  kategori  PPE.  Sesuai  dengan  konsep penyederhanaan,  metode  ini  tidak  menghitung  secara tepat  mengenai  besar  insiden  energi  dan fault  clearing time dari suatu sistem.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Parsons,  Antony  C.,W.  Blane  Leuschner  dan  Kevon  X.  Jiang. Simplified  Arc  flash  Hazard  Analysis  Using  Energy  Boundary Curves. Jurnal IEEE 2007.
[2] H. W. Tinsley, III and M. Hodder, “A practical approach to arc ﬂash hazard analysis and reduction,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 41, no. 1, pp. 144–154, Jan./Feb. 2005.
[3] IEEE  Standard  1584-2002,  IEEE  Guide  for  Performing  Arc-Flash Hazard Calculations.
[4] M. Zeller and G. Scheer, “Add Trip Security to Arc-Flash Detection for Safety and Reliability,” proceedings of the 35th Annual Western Protective Relay Conference, Spokane, WA, October 2008.
[5] NFPA 70E-2004, Standard for Electrical Safety in the Workplace.